DS18B20智能温度控制器

1、DS18B20智能温度控制器（汇编与C语言作者：姜再留 本站教程来源：本站原创点击数： 叵14007更新时间：2005-3-14DALLAS最新单线数字温度传感器 DS18B20简介新的线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济Dallas半导体公司的数字化温度传感器 DS1820是世界上第一片支持 线总线”接口的 温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的 构建引入全新概念。DS18B20、DS1822匚线总线”数字化温度传感器 同DS1820一样，DS18 B20也支持线总线”接口，测量温度范围为-55 C +125°C,在-10+85C范围内

2、，精度为 此 5o DS1822的精度较差为土 2C。现场温度直接以 幺线总线”的数字方式传输，大大提高了 系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类 消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。DS18B20、DS1822的特性DS18B20可以程序设定912位的分辨率，精度为 S.5C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设 定，及用户设定的报警温度存储在 EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代 产品中最好的！性能价格比也非常出色！DS1

3、822与DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM ,精度降低为 受。C,适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。继 忆线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。DS18B20的内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成： 64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚 排列如下：DALLAS 18B20DQ为数字信号输入/输出端；GND为电

4、源地；VDD为外接供电电源输入端 在寄生电源接线方式时接地）。光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位28H）是产品类型标号,接着的 48位是该DS18B20自身的序列号，最后 8位是前面56位的循环冗余校验码CRC=X8+X5+X4+1 ）。光刻ROM的作用 是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以 12位转化为例：用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以 0.0625 C/LSB形式表 达，其中S为符号位。

5、这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的前面 5位是符号位，如果测得的温度大于0,这5位为0,只要将测到的数值乘于 0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0,这5位为1,测到的数值需要取反加1再乘于0.0625即可得到实际温度。例如+125C的数字输出为 07D0H, +25.0625 C的数字输出为 0191H, -25.0625 C的数字输出为 FF6FH , -55C的数字输出为 FC90H。,niMfl.RAJ 1 MDKUI Al (H Ml JJ)KJJ A! Ol I Pt i (Ikx+ U5C0000 011 1101 0000

6、07D0h4 85 Ct '：；' :;."l .ip ' i：.i.0550h+25 0625 C0000 0001 1001 0001019lh410.125 C"- 1 kQGA2h-05CI I i|；i lii.il 1 ：l；;l：'i> . I：j：'CXJOSh0rC0000 0000 0000 OGOOOfWh-0.5 Chl 1 1111 II H I00UFFF8I1-10 125 CHH 1 Ell 0101 M 10FF5L-h-2?.'(C5 I1111 IllOOHO tilFE6Ih-炉t

7、J 11 1 1 HK) EUOI (MH10ICOh* lieicsci ukic。ihe lenuicniiurt: rcmstci is b?(DS18B20温度传感器的存储器TH、TLDS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器和结构寄存器。暂存存储器包含了 8个连续字节，前两个字节是测得的温度信息，第一个字节的内容是温度的低八位，第二个字节是温度的高八位。第三个和第四个字节是TH、TL的易失性拷贝，第五个字节是结构寄存器的易失性拷贝，这三个字节的内容在每一次上电复位时被刷新。第六、七、 八个字节用于内部计

8、算。第九个字节是冗余检验字节。表1 0S1820暂存寄存器分布器存器内容字节地加阻度最低效字位0温电装高数宁位1高温限位2低温限值3保留4保留5计数剩余值6姆暖计数值7CRC校脸该字节各位的意义如下:TM R1 R0 1 1 1 1 1低五位一直都是1 , TM是测试模式位，用于设置 DS18B20在工作模式还是在测试模式。在DS18B20出厂时该位被设置为 0,用户不要去改动。R1和R0用来设置分辨率，如下表所示：<DS18B20出厂时被设置为12位）分辨率设置表R1R0分辨率温度最大转换时间009位93.75ms0110位187.5ms1011位375ms1112位750ms根据DS

9、18B20的通讯协议，主机控制 DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读 写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条 ROM指令，最后发送RAM指令，这 样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主 CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS 18B20收到信号后等待1660微秒左右，后发出60240微秒的存在低脉冲，主 CPU收到此 信号表示复位成功。jjt令和定代科9电."n读ROM刈-律 Ml0加附中国梅部凶f； -Clb 1希介EiUM5511发出此金令之叮，接并发出6J仃中因金 的，由M单统总印上。陵明竹排并应伸 nsiieu使之柞出哨鹰，方下

10、一步对建 解口篡的武,沮田善搜索ROM1用于次这妹我花的 党孤上】好口的个 塾制机期加1位UJ轴地址，为拴4各寻科 fl好为各,跳过ROM优CM忽暗IM & KOM JE城+口抬向心1支。玄虫值登於命令.睛用卜单片匚曲一出誓置甯曲令OECIt员行区.h府温度加簿民良依上限步卜队 的片下才做出响应指玲妁我代玛.曲北翊K支皇44HR动工1*刊进行祖膻招怏,狂横时间力5帕小 （扭型为培果“人内斗。下节IIAM中至笈在叁DBf：H选独型凶史注_犷的内器4 KH出函山内部H4M他第3、4字,豆上、下即温道依燃 命令，*谈南今之R,噩傅送两千，的财rUH障RAM中第3、4丙柞复M到日PKA刻中。E

11、EEOBBHtt ETRAM中内容修发到HAN中的东3 ,4字忙设供电方式0B4Hit ds】g。的偶电K式.格斗:供电bpsim 就送 飞.外晶电棚供电DS18州强鸡.r.DS1820使用中注意事项DS1820虽然具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际应用中也应注意以下几方面的问题:(1较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS1820与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对 DS1820进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测 温结果。在使用PL/M、C等高级语言进行系统程序设计时，对 DS1820操作部分最好采用汇编 语言实现。(2在D

12、S1820的有关资料中均未提及单总线上所挂DS1820数量问题，容易使人误认为可以挂任意多个DS1820,在实际应用中并非如此。当单总线上所挂DS1820超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题，这一点在进行多点测温系统设计时要加以注意。(3连接DS1820的总线电缆是有长度限制的。实验中，当采用普通信号电缆传输长度超过 50m时，读取的测温数据将发生错误。当将总线电缆改为双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离 可达150m,当采用每M绞合次数更多的双绞线带屏蔽电缆时，正常通讯距离进一步加长。这 种情况主要是由总线分布电容使信号波形产生畸变造成的。因此，在用DS1820进行长距离测温系统设计时要

13、充分考虑总线分布电容和阻抗匹配问题。(4在DS1820测温程序设计中，向 DS1820发出温度转换命令后，程序总要等待 DS1820 的返回信号，一旦某个 DS1820接触不好或断线，当程序读该 DS1820时，将没有返回信号，程 序进入死循环。这一点在进行 DS1820硬件连接和软件设计时也要给予一定的重视。测温电缆线建议采用屏蔽 4芯双绞线，其中一对线接地线与信号线，另一组接 VCC和地线, 屏蔽层在源端单点接地。软件如下：。这是关于DS18B20的读写程序，数据脚P2.2，晶振12MHz。温度传感器18B20汇编程序，采用器件默认的12位转化，最大转化时间750微秒O可以将检测到的温度直

14、接显示到启点开发板板的两个数码管上。显示温度00到99度，很准确哦无需校正！ORG 0000H o单片机内存分配申明！TEMPER_L EQU 29H。用于保存读出温度的低 8位TEMPER_H EQU 28H。用于保存读出温度的高 8位FLAG1 EQU 38H 。是否检测到 DS18B20标志位a_bit equ 20h。数码管个位数存放内存位置b_bit equ 21h。数码管十位数存放内存位置MAIN:LCALL GET_TEMPER。调用读温度子程序O进行温度显示，这里我们考虑用网站提供的两位数码管来显示温度。显示范围00到99度，显示精度为1度O因为12位转化时每一位的精度为 0.

15、0625度,我们不要求显示小数所以可以抛弃29H的低4位。将28H中的低4位移入29H中的高4位,这样获得一个新字节，这个字节就是实际测量获得的温度o这个转化温度的方法可是我想出来的哦非常简洁无需乘于0.0625系数MOV A,29HMOV C,40H o将28H中的最低位移入 CRRC AMOV C,41HRRC AMOV C,42HRRC AMOV C,43HRRC AMOV 29H,ALCALL DISPLAY。调用数码管显示子程序CPL P1.0AJMP MAIN。这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETB P2.2NOPCLR P2.2O主机发出延时537微秒的复

16、位低脉冲MOV R1,#3TSR1:MOV R0,#107DJNZ R0,$DJNZ R1,TSR1SETB P2.2 o然后拉高数据线NOPNOPNOPMOV R0,#25HTSR2:JNB P2.2,TSR3o 等待 DS18B20 回应DJNZ R0,TSR2LJMP TSR4 o 延时TSR3:SETB FLAG1 。置标志位，表示DS1820存在CLR P1.7。检查到 DS18B20 就点亮 P1.7LEDLJMP TSR5TSR4:CLR FLAG1 。清标志位，表示DS1820不存在CLR P1.1LJMP TSR7TSR5:MOV R0,#117TSR6:DJNZ R0,TS

17、R6 。时序要求延时一段时间TSR7:SETB P2.2RETO读出转换后的温度值GET_TEMPER:SETB P2.2LCALL INIT_1820 。先复位 DS18B20JB FLAG1,TSS2CLR P1.2RET o判断DS1820是否存在？若DS18B20不存在则返回TSS2:CLR P1.3。DS18B20 已经被检测到!MOV A,#0CCH 。跳过 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#44H 。发出温度转换命令LCALL WRITE_1820o这里通过调用显示子程序实现延时一段时间，等待AD转换结束，12位的话750微秒LCALL DISPLAYLC

18、ALL INIT_1820 。准备读温度前先复位MOV A,#0CCH 。跳过 ROM 匹配LCALL WRITE_1820MOV A,#0BEH 。发出读温度命令LCALL WRITE_1820LCALL READ_18200 。将读出的温度数据保存到 35H/36HCLR P1.4RET。写DS18B20的子程序(有具体的时序要求>WRITE_1820:MOV R2,#8。一共8位数据CLR CWR1:CLR P2.2MOV R3,#6DJNZ R3,$RRC AMOV P2.2,CMOV R3,#23DJNZ R3,$SETB P2.2NOPDJNZ R2,WR1SETB P2.2

19、RETo读DS18B20的程序，从DS18B20中读出两个字节的温度数据READ_18200:MOV R4,#2 o将温度高位和低位从 DS18B20中读出MOV R1,#29H 。低位存入 29H(TEMPER_L>,高位存入 28H(TEMPER_H>RE00:MOV R2,#8。数据一共有 8位RE01:CLR CSETB P2.2NOPNOPCLR P2.2NOPNOPNOPSETB P2.2MOV R3,#9RE10:DJNZ R3,RE10MOV C,P2.2MOV R3,#23RE20:DJNZ R3,RE20RRC ADJNZ R2,RE01MOV R1,ADEC

20、R1DJNZ R4,RE00RET10进制o显示子程序display: mov a,29H。将29H中的十六进制数转换成 mov b,#10。 10 进制/10=10 进制div abmov b_bit,a 。十位在 amov a_bit,b 。个位在 bmov dptr,#numtab。指定查表启始地址mov r0,#4dpl1: mov r1,#250 。显示 1000 次dplop: mov a,a_bit 。取个位数MOVC A,A+DPTR 。查个位数的 7段代码mov p0,a。送出个位的7段代码clr p2.7 。开个位显示acall d1ms。 显示 1mssetb p2.7m

21、ov a,b_bit 。取十位数MOVC A,A+DPTR 。查十位数的 7段代码mov p0,a。送出十位的7段代码clr p2.6 。开十位显示acall dims。 显示 1mssetb p2.6djnz r1,dplop。100 次没完循环djnz r0,dpl1。4个100次没完循环 ret。1MS延时(按12MHz算DIMS: MOV R7,#80DJNZ R7,$RETo实验板上的7段数码管09数字的共阴显示代码numtab: DB 3fh,30h,6dh,79h,72h,5bh,5fh,31h,7fh,7bhend以下为C语言版：#include sbit warmer=P1A

22、4。sbit led_run=P1A0。sbit k_power=P3A3。sbit ge=P2A7。sbit shi=P2A6。sbit DQ =P2A2。/定义通信端口延时函数unsigned char tab= 0x3f,0x30,0x6d,0x79,0x72,0x5b,0x5f,0x31,0x7f,0x7b,0x40/0, 1, 2 3 4 5 6 7 8 9void delay(unsigned int i>while(i-> 。初始化函数Init_DS18B20(void> unsigned char x=0。DQ = 1 o /DQ 复位delay(8>。

23、 稍做延时DQ = 0o 单片机将DQ拉低delay(80>。 精确延时大于480usDQ = 1 o 拉高总线delay(14>。x=DQ。稍做延时后 如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败delay(20>。读一个字节ReadOneChar(void> unsigned char i=0ounsigned char dat = 0。for (i=8 。 i>0。 i->DQ = 0。/给脉冲信号dat>>=1。DQ = 1 o /给脉冲信号if(DQ>dat|=0x80odelay(4>。 return(dat>。写一个字节WriteOneChar(unsigned char dat> unsigned char